10 bài toán trọng điểm hình học phẳng oxy nguyễn thanh tùng

NGUYỄN THANH TÙNG et bo ok .c om .v n [Giáo viên chuyên luyện thi THPT Quốc Gia] kh a ng vi BIÊN SOẠN THEO CẤU TRÚC MỚI NHẤT CỦA BỘ GD&ĐT * Dành cho học sinh lớp 10, 11, 12 và luyện thi Quốc Gia * Sách tham khảo bổ ích cho giáo viên NHµ XUÊT B¶N TæNG HîP THµNH PHè Hå CHÝ MINH MỤC LỤC Phần 1: Tổng hợp các kiến thức cơ bản ........................................................ 3 Phần 2: Những bài toán cơ bản .................................................................... 12 Bài toán 1 .......................................................................................................... 12 Bài toán 2 .......................................................................................................... 14 .v n Bài toán 3 .......................................................................................................... 15 Bài toán 4 .......................................................................................................... 16 om Bài toán 5 .......................................................................................................... 17 Bài toán 6 .......................................................................................................... 18 .c Bài toán 7 .......................................................................................................... 19 ok Phần 3: 10 bài toán hình học OXY ............................................................... 21 bo Bài toán 1..................................................................................................... 21 Bài toán 2................................................................................................... 108 et Bài toán 3................................................................................................... 117 vi Bài toán 4................................................................................................... 139 ng Bài toán 5................................................................................................... 152 Bài toán 6................................................................................................... 184 kh a Bài toán 7................................................................................................... 253 Bài toán 8................................................................................................... 269 Bài toán 9................................................................................................... 297 Bài toán 10................................................................................................. 317 Phần 4: Sáng tạo và phát triển từ các bài toán hình học phẳng thuần túy ................................................................................... 331 Phần 5: Bài tập tổng hợp ....................................................................... 362 Cty TNHH MTV DVVH Khang Việt PHẦN 1: TỔNG HỢP KIẾN THỨC CƠ BẢN I. HỆ TRỤC TỌA ĐỘ om Chú ý: .v n O[0;0]   A. Hệ trục tọa độ Oxy hay [O; i; j ] có i = [1;0]   j = [0;1] Ox : Trục hoành ; Oy : Trục tung Nếu nói tới tia Ox hay tia Oy được hiểu là phần hoành độ và tung độ không âm của các trục Ox, Oy tương ứng. B. Vectơ :   ok .c     u = xi + y j ⇔ u = [ x; y ]   Cho hai vectơ a = [ x1 ; y1 ] và b = [ x2 ; y2 ] . Khi đó: bo  x1 = x2  y1 = y2     Hai vectơ cùng phương : a và b cùng phương ⇔ a =kb ⇔ x1 y2 =x2 y1   Tổng, hiệu hai vectơ: a ± b = [ x1 ± x2 ; y1 ± y2 ]  Tích một số với một vectơ: k a = [kx1 ; ky1 ]      Tích vô hướng của hai vectơ : a.b = a . b cos a,= b x1 x2 + y1 y2  Môđun của vectơ:= a x12 + y12    x1 x2 + y1 y2 a.b Góc giữa hai vectơ: cos = a, b =  2 a.b x1 + y12 . x22 + y22    Hai vectơ vuông góc: a ⊥ b ⇔ a.b = 0 ⇔ x1 x2 + y1 y2 = 0    Điểm: OM =xi + y j ⇔ M [ x; y ] 4. kh a 5. vi 3. ng 2. et 1. Hai vectơ bằng nhau: a= b ⇔  6. 7. 8. C. [ ] [ ] * Cho ba điểm A[ x1 ; y1 ], B [ x2 ; y2 ], C [ x3 ; y3 ] . Khi đó :  [ x2 − x1 ; y2 − y1 ] 1. AB = 3 10 bài toán trọng điểm hình học phẳng OXY – Nguyễn Thanh Tùng 2. AB = [ x2 − x1 ] 2 + [ y2 − y1 ] 2  x1 + x2 y1 + y2  ;  2   2  x + x2 + x3 y1 + y2 + y3  4. Trọng tâm G của tam giác ABC : G  1 ;  3 3   3. Trung điểm I của AB có tọa độ: I  ng vi et bo ok .c om .v n Sau đây là sơ đồ cho phần tổng hợp kiến thức trên: kh a II. CÁC HỆ THỨC LƯỢNG TRONG TAM GIÁC A. TRONG TAM GIÁC VUÔNG : 2 1. Hệ thức Pitago: a= b2 + c2 2. Mối quan hệ giữa cạnh, đường cao: b 2 = ab '  2 c = ac ' 1 1 1 + = + 2 h b2 c2 + h2 = b ' c ' + bc = ah + 4 Cty TNHH MTV DVVH Khang Việt 3. Mối quan hệ giữa cạnh và góc: = b a= sin B a= cos C c= tan B c cot C B. TRONG TAM GIÁC BẤT KÌ : 1. Các định lý * Định lý côsin: a 2 = b 2 + c 2 − 2bc cos A ⇒ Hệ quả: b2 + c2 − a 2 2bc b2 + c2 a 2 + Tính độ dài đường trung tuyến: = m − 2 4 a b c * Định lý sin: = = = 2 R sin A sin B sin C 2. Các công thức tính diện tích tam giác bo ok .c 1 a.ha 2 1 + Hai cạnh và sin góc xen giữa: S = ab sin C 2 + Đường cao và cạnh đối diện: S = om 2 a .v n + Tính góc: cos A = abc 4R + Nửa chu vi và bán kính đường tròn nội tiếp: S = pr p [ p − a ][ p − b][ p − c] vi + Hê – rông: S = et + Ba cạnh và bán kính đường tròn ngoại tiếp: S = ng Trong đó: R là bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC ; r là bán kính đường tròn nội tiếp tam giác ABC ; kh a p= a+b+c là nửa chu vi tam giác ABC. 2 5 10 bài toán trọng điểm hình học phẳng OXY – Nguyễn Thanh Tùng Sau đây là sơ đồ cho phần tổng hợp kiến thức trên: bo ok .c om .v n CÁC HỆ THỨC LƯỢNG TRONG TAM GIÁC kh a ng vi et III. ĐIỂM, ĐƯỜNG THẲNG, ĐƯỜNG TRÒN VÀ ELIP A. ĐIỂM Các điểm đặc biệt của tam giác: + Trực tâm : Là giao 3 đường cao của tam giác. + Trọng tâm: Là giao 3 đường trung tuyến của tam giác. + Tâm đường tròn ngoại tiếp: Là giao 3 đường trung trực của tam giác. + Tâm đường tròn nội tiếp: Là giao của 3 đường phân giác trong. Chú ý: + Do giao của các đường [cùng tên] đồng quy, nên khi vẽ hình ta chỉ cần xác định giao của hai đường, thậm chí là một đường nếu đó là trung tuyến [dựa vào tỉ lệ trọng tâm]. + Tâm đường tròn bàng tiếp : Là giao của 2 đường phân giác ngoài của hai góc hoặc một phân giác ngoài của một góc và một phân giác trong của một góc. Như vậy một tam giác có 3 đường tròn bàng tiếp. Nếu cho 3 điểm phân biệt A[ x1 ; y1 ], B [ x2 ; y2 ], C [ x3 ; y3 ], ta có :  AB = [ x2 − x1 ; y2 − y1 ] và AB = 6 [ x2 − x1 ] 2 + [ y2 − y1 ] 2 Cty TNHH MTV DVVH Khang Việt ng vi et bo ok .c om x1 + x2 + x3   xG = 3 G là trọng tâm của ∆ABC ⇔  y + y  y = 1 2 + y3  G 3   A, B, C thẳng hàng ⇔ ∃k ≠ 0 : AB =k AC .v n x1 + x2   xI = 2 I là trung điểm của AB ⇔   y = y1 + y2  I 2 kh a B. ĐƯỜNG THẲNG 1. Đường thẳng * Đi qua điểm M [ x0 ; y0 ] và có : + hệ số góc k có phương trình: y = k [ x − x0 ] + y0 .  + vectơ pháp tuyến [vtpt] n = [a; b] có phương trình: a [ x − x0 ] + b[ y − y0 ] = 0.  + vectơ chỉ phương [vtcp] n = [a, b] có phương trình dạng tham số là: x x0 + at = x − x0 y − y0 hoặc phương trình dạng chính tắc là: [với =  y y0 + bt a b = ab ≠ 0 ]. 7 10 bài toán trọng điểm hình học phẳng OXY – Nguyễn Thanh Tùng Cắt hai trục Ox, Oy lần lượt tại hai điểm A[a;0], B [0; b] có phương trình dạng đoạn chắn: x y + = 1 [với ab ≠ 0 ]. a b 2. Vị trí tương đối của hai đường thẳng Xét hai đường thẳng ∆1 : a1 x + b1 y + c1 = 0 và ∆ 2 : a2 x + b2 y + c2 = 0. Tọa độ giao điểm của ∆1 và ∆ 2 là nghiệm của hệ phương trình : * Hệ [I] vô nghiệm, khi đó ∆1 // ∆ 2 . .c 3. Một vài chú ý om * Hệ [I] có vô số nghiệm, khi đó ∆1 ≡ ∆ 2 . .v n 0 a1 x + b1 y + c1 = [I]  0 a2 x + b2 y + c2 = * Hệ [I] có một nghiệm [ x0 ; y0 ] , khi đó ∆1 cắt ∆ 2 tại điểm M [ x0 ; y0 ] . ok * Trục hoành [ Ox ] có phương trình: y = 0 ; Trục tung [Oy ] có phương trình: x =0. bo * Đường thẳng đi qua hai điểm phân biệt: + A[a; y1 ], B [a; y2 ] có phương trình: x = a [song song với trục Oy nếu vi Phương trình đường thẳng có dạng tổng quát  n = [a; b] ax + by + c = 0 ⇒   [b; −a] hoaë c u = [−b; a] u = kh a ng * et a ≠ 0] + A[ x1 ; b], B [ x2 ; b] có phương trình: y = b [song song với trục Ox nếu b ≠ 0 ] 8 Cty TNHH MTV DVVH Khang Việt C. ĐƯỜNG TRÒN * Đường tròn có tọa độ tâm I [ x0 ; y0 ] và bán kính R có phương trình: [ x − x0 ] 2 + [ y − y0 ] 2 = R2 * Nếu đường tròn [C ] có phương trình dạng: x + y + ax + by + c = 0 2 2 với a 2 + b 2 > 4c thì [C ] có:  a b kính R ; −  và bán=  2 2 a 2 + b2 −c . 4 bo ok .c om .v n tâm I  − = R a2 + b2 = c 4 et x2 y 2 2. Phương trình chính tắc của elip [ E ] : 2 + 2 = 1 trong đó a b  a , b, c > 0  2 2 2 a= b + c vi * [ E ] nhận Ox, Oy làm các trục đối xứng và có tâm đối xứng là gốc tọa độ O . kh a ng  x02 y02 1 =  + * Nếu M [ x0 ; y0 ] ∈ [ E ] ⇒  a 2 b 2  MF + MF = 2a 2  1 * Elip [ E ] có: + Tiêu điểm trái F1 [−c;0] , tiêu điểm phải F2 [c;0] . + Các đỉnh: A1 [− a;0], A2 [ a;0], B1 [0; −b], B2 [0; b] . + Trục lớn: A1 A2 = 2a , nằm trên trục Ox Trục nhỏ: B1 B2 = 2b , nằm trên trục Oy . + Tâm sai: e= c < 1. a 9 10 bài toán trọng điểm hình học phẳng OXY – Nguyễn Thanh Tùng a a ứng với tiêu điểm F1 [−c;0] và x = ứng với tiêu e e + Đường chuẩn: x = − điểm F2 [c;0] .  x = ±a có chiều dài 2a , chiều  y = ±b + Hình chữ nhật cơ sở tạo bởi các đường  rộng 2b . + Bán kính qua tiêu của điểm M [ x0 ; y0 ] ∈ [ E ] là: om .v n c  a + ex0 = a + x0  MF1 = a .   MF =a − ex =a − c x 0 0  2 a .c IV. CÁC CÔNG THỨC ĐỊNH LƯỢNG 1. KHOẢNG CÁCH AB = [ x2 − x1 ] 2 + [ y2 − y1 ] 2 . ok * Khoảng cách giữa hai điểm A[ x1 ; y1 ] và B [ x2 ; y2 ] là bo * Khoảng cách từ điểm M [ x0 ; y0 ] đến đường thẳng ∆ : ax + by + c = 0 là: ng 2. GÓC vi et ax + by0 + c d [ M , ∆] = 0 a 2 + b2 * Nếu ∆ ' // ∆ và M ∈ ∆ ' thì khoảng cách giữa hai đường thẳng ∆ ' và ∆ là: d [∆ ',= ∆] d [ M , ∆] .   * Góc giữa hai vectơ a = [ x1 ; y1 ] và b = [ x2 ; y2 ] xác định bởi: [ ] *  a.b =  a.b kh a   cos = a, b x1 x2 + y1 y2 x + y12 . x22 + y22 2 1 ϕ là góc tạo bởi hai đường thẳng ∆1 : a1 x + b1 y + c1 = 0 và ∆ 2 : a2 x + b2 y + c2 = 0 xác định bởi   cos ϕ cos n1 , n2 = = [ 10 ]   a1a2 + b1b2 = cos u1 , u2 a12 + b12 . a22 + b22 [ ] Cty TNHH MTV DVVH Khang Việt     ∆1 : y = k1 x + d1 ∆ 2 : y = k2 x + d 2 .n2 u1= .u2 0 hay k1k2 = −1 nếu  Nếu ∆1 ⊥ ∆ 2 ⇔ n1= 3. DIỆN TÍCH TAM GIÁC kh a ng vi et bo ok .c om .v n 1 1 abc S ∆ABC = aha = bc sin A = =pr = p [ p − a ][ p − b][ p − c] 2 2 4R Trong đó: R, r lần lượt là bán kính đường tròn ngoại tiếp và nội tiếp ∆ABC a+b+c : nửa chu vi của ∆ABC p= 2 11 10 bài toán trọng điểm hình học phẳng OXY – Nguyễn Thanh Tùng PHẦN 2: NHỮNG BÀI TOÁN CƠ BẢN 1. BÀI TOÁN 1 Tìm tọa độ giao điểm của hai đường thẳng cắt nhau. Ví dụ: Tìm tọa độ giao điểm M của các cặp đường thẳng cắt nhau sau: .v n a] x + y − 4 = 0 và 2 x − y − 5 = 0  x = 1 + 2t  x= 2 − 3t và   y= 3 − t  y =−1 + t x= 1+ t c] x − y + 3 = 0 và   y= 7 − 2t .c x −5 y + 4 = 3 −5 ok d] 2 x + 3 y − 7 = 0 và om b]  Giải: y−4 0 =  x += x 3 ⇔ ⇒ M [3;1] y −5 0 = 2 x − = y 1 b] Cách 1: ng vi  x = 1 + 2t  y= 3 − t  Xét hệ   x= 2 − 3t '  y =−1 + t ' et bo a] Tọa độ điểm M là nghiệm của hệ  kh a 1 + 2t =2 − 3t ' 2t + 3t ' =1 t =11  x =23 ⇒ ⇔ ⇔ ⇒ ⇒ M [23; −8] 3 − t =−1 + t ' t + t ' =4 t ' =−7  y =−8 Cách 2:  x = 1 + 2t ⇒ x + 2y − 7 = 0 [khử t hoặc đường thẳng đi qua A[1;3] và   y= 3 − t  vecto pháp tuyến n = [1; 2] ]  x= 2 − 3t ⇒ x + 3y +1 = 0 [khử t hoặc đường thẳng đi qua B [2; −1] và   y =−1 + t  vectơ pháp tuyến n = [1;3] ] 12 Cty TNHH MTV DVVH Khang Việt Khi đó tọa độ điểm M là nghiệm của hệ: −7 0 =  x + 2 y=  x 23 ⇔ ⇒ M [23; −8]   x + 3 y + 1 =0  y =−8 c] Gọi M [ x; y ] , khi đó x, y thỏa mãn hệ: 0 x − y + 3 = x = 2  ⇒ 1 + t − [7 − 2t ] + 3 = 0 ⇔ t = 1 ⇒  ⇒ M [2;5] x = 1+ t y = 5  y= 7 − 2t  .v n d] Tọa độ điểm M là nghiệm của hệ om 0 2 x + 3 y − 7 = y−7 0 = 2 x + 3= x 2  ⇔ ⇒ M [2;1] x −5 y + 4 ⇔  = 13 0 = 5 x + 3 y − y 1  3 = −5 Nhận xét: bo ok .c Do phương trình đường thẳng trong mặt phẳng có thể xuất hiện dưới 3 dạng [tổng quát, tham số, chính tắc]. Song ta dễ dàng có thể luân chuyển 3 dạng này cho nhau nên trong các trường hợp, ta có thể chuyển các phương trình về dạng phương trình tổng quát để tạo sự quen thuộc. Vì các bạn cũng nhận thấy trong hình học giải tích Oxy đề bài gần như luôn cho phương trình dưới dạng tổng quát. vi et CÁCH GIẢI TỔNG QUÁT: kh a ng Chú ý: Do trong các bài toán tìm điểm, ta chỉ gặp hai đường thẳng chắc chắn cắt nhau nên ta không đề cập các quan hệ song song và trùng nhau ở đây [vì thực chất việc giải hệ cũng cho ta biết được các mối quan hệ này – khi hệ có nghiệm duy nhất, vô nghiệm, vô số nghiệm tương ứng hai đường thẳng cắt nhau, song song và trùng nhau]. 13 10 bài toán trọng điểm hình học phẳng OXY – Nguyễn Thanh Tùng 2. BÀI TOÁN 2 Tìm điểm đối xứng của một điểm qua một đường thẳng Ví dụ: Tìm điểm M ' đối xứng với điểm M [1; 2] qua đường thẳng ∆ : x − 3y − 5 = 0 Cách trình bày 1: Gọi H [ x; y ] là hình chiếu vuông góc của M trên ∆  om  .v n Giải: Ta có vecto chỉ phương của ∆ là: u∆ = [3;1] và MH =[ x − 1; y − 2] ok .c Khi đó:    MH .u∆ = 0 − 2] 0 +y 5 = 3[ x − 1] + [ y = 3x= x 2 ⇔ ⇔ ⇔ ⇒ H [2; −1]   H ∈ ∆  x − 3 y − 5 =0  x − 3 y =5  y =−1 M ' đối xứng với M qua ∆ nên suy ra H là trung điểm của MM ' bo  xM '= 2 xH − xM = 2.2 − 1= 3 ⇒ M '[3; −4]  yM ' =2 yH − yM =2.[−1] − 2 =−4 Cách trình bày 2: et Suy ra  3x + y − 5 = 0 vi Gọi ∆ ' đi qua M và vuông góc với ∆ , khi đó ∆ ' có phương trình: ng Khi đó tọa độ giao điểm H của ∆ ' và ∆ là nghiệm của hệ: kh a y −5 0 = 3 x + = x 2 ⇔ ⇒ H [2; −1]   x − 3 y − 5 =0  y =−1 M ' đối xứng với M qua ∆ nên suy ra H là trung điểm của MM '  xM '= 2 xH − xM = 2.2 − 1= 3 ⇒ M '[3; −4]  yM ' =2 yH − yM =2.[−1] − 2 =−4 Suy ra  Cách trình bày 3: Gọi M '[ x; y ] là điểm đối xứng với M qua ∆ và MM ' ∆ ={ H }  Vecto chỉ phương của ∆ là: u∆ = [3;1] và H là trung điểm của MM ' , 14 Cty TNHH MTV DVVH Khang Việt   MM ' =[ x − 1; y − 2]  suy ra   x + 1 y + 2  ;  H  2    2 Khi đó   0 3[ x − 1] + [ y − 2] =  MH .u∆ = 0 x+ y 5 = 3= x 3  ⇔ ⇔ ⇔ ⇒ M '[3; −4]   x +1 y+2 −4 15 0 x − 3y = y =  H ∈ ∆  2 − 3. 2 − 5 = CÁCH GIẢI TỔNG QUÁT: .v n Để tìm tọa độ M ' là điểm đối xứng với M [ x0 ; y0 ] qua ∆ : ax + by + c = 0 ta có 3. BÀI TOÁN 3 kh a ng vi et bo ok .c om thể trình bày theo các cách sau đây: Kiểm tra tính cùng phía, khác phía của hai điểm với một đường thẳng. Ví dụ: Cho đường thẳng ∆ : x − 3 y + 5 = 0 . Xét vị trí cùng phía, khác phía của các cặp điểm sau với đường thẳng ∆ . a] A[1; −2] và B [−1; −3] b] C [2;3] và D [ −2; −1] Giải: Xét f [ x; y ] =x − 3 y + 5 a] Với A[1; −2] và B [−1; −3] , ta có: 15 10 bài toán trọng điểm hình học phẳng OXY – Nguyễn Thanh Tùng f [1; −2]. f [−1; −3] =[1 − 3.[−2] + 5][ −1 − 3.[−3] + 5] =12.13 =156 > 0 Suy ra A, B nằm cùng phía so với đường đường thẳng ∆ . b] Với C [2;3] và D [−2; −1] , ta có: f [2;3]. f [−2; −1] =[ 2 − 3.3 + 5 ] [ −2 − 3.[−1] + 5] =[−2].6 =−12 < 0 Suy ra C , D nằm khác phía so với đường đường thẳng ∆ . om 4. BÀI TOÁN 4 .v n CÁCH GIẢI TỔNG QUÁT: .c Viết phương trình đường phân giác của góc tạo bởi hai đường thẳng cắt nhau. ok Ví dụ: Cho hai đường thẳng ∆1 : 3 x − 4 y + 1 = 0 và ∆ 2 : 5 x + 12 y − 2 = 0. Viết phương trình đường phân giác của góc tạo bởi hai đường ∆1 và ∆ 2 . bo Giải: et Do tập hợp các điểm cách đều hai đường thẳng cắt nhau là đường phân giác của góc tạo bởi hai đường thẳng đó. Nên phương trình đường phân giác của góc tạo bởi ∆1 và ∆ 2 thỏa mãn: = 5 x + 12 y − 2 vi 3x − 4 y + 1 ⇔ 3x − 4 y + 1 5 x + 12 y − 2 = 5 13 3 +4 5 + 12 ⇔ 13. 3 x − 4 y += 1 5. 5 x + 12 y − 2 2 2 ng 2 2 kh a 13[3 x − 4 y + 1]= 5[5 x + 12 y − 2] 14 x − 112 y + 23= 0 ⇔ ⇔ 13[3 x − 4 y + 1] =−5[5 x + 12 y − 2] 64 x + 8 y − 3 =0 Vậy phương trình đường phân giác cần lập là 14 x − 112 y + 23 = 0 hoặc 64 x + 8 y − 3 = 0. CÁCH GIẢI TỔNG QUÁT: Đường phân giác tạo bởi hai đường thẳng cắt nhau: ∆1 + a1x +b1 y + c1 =0  → ∆ 2 + a 2 y +b2 y + c2 = 0 16 a1 x + b1 y + c2 = a12 + b12 a2 x + b2 y + c2 a +b 2 2 2 2 0  A1 x + B1 y + C1 = → 0  A2 x + B2 y + C2 = Cty TNHH MTV DVVH Khang Việt 5. BÀI TOÁN 5 Viết phương trình đường phân giác trong, phân giác ngoài của góc trong tam giác. Ví dụ: Cho tam giác ABC với A[3;0], B [1;1], C [ −1;8] . Viết phương trình đường phân giác trong, phân giác ngoài của góc A . Giải: .v n    AB = [−2;1] ⇒ nAB = [1; 2] Ta có   , khi đó:  = − ⇒ = AC [ 4;8] n [2;1]  AC Phương trình đường thẳng AB: x +2y – 3 = 0; đường thẳng AC : 2x + y − 6 = 0. om Khi đó phương trình đường phân giác của góc A thỏa mãn: 0 x − y − 3 = ⇔ x + 2 y − 3 = 2x + y − 6 ⇔  0 12 + 22 22 + 12 x + y − 3 = Xét phương trình ∆ : x − y − 3 = 0 . Đặt f [ x; y ] = x − y − 3 = 2x + y − 6 .c x + 2y −3 ok Với B [1;1], C [−1;8] ta có: f [1;1]. f [−1;8] = [1 − 1 − 3].[−1 − 8 − 3] = 36 > 0 Suy ra B, C cùng phía với đường thẳng ∆ , khi đó: et kh a ng vi CÁCH GIẢI TỔNG QUÁT: bo x − y −3 = 0 là phân giác ngoài của góc A và x + y − 3 = 0 là phân giác trong của góc A . Chú ý: Ngoài cách tìm ở bài toán trên, các bạn có thể viết phương trình đường phân giác trong, phân giác ngoài của góc trong tam giác bằng cách tìm chân đường phân giác trong, phân giác ngoài . Đó cũng chính là nội dung của bài toán tiếp theo các bạn sẽ tìm hiểu. 17 10 bài toán trọng điểm hình học phẳng OXY – Nguyễn Thanh Tùng 6. BÀI TOÁN 6 Tìm chân đường phân giác trong, ngoài của góc trong tam giác. Ví dụ: Cho tam giác ABC với A[1;5], B [ −4; −5], C [4; −1] . Xác định tọa độ chân đường phân giác trong và phân giác ngoài của góc A . Giải: Gọi D [ x; y ] là chân đường phân giác của góc A . Theo tính chất đường phân giác ta có: .v n 52 + 102 32 + 62 om DB AB = = DC AC .c 5 5 5 5 = = ⇒ DB = DC 3 3 5 3 + Nếu D là phân giác trong của góc A thì D nằm giữa B và C nên ta có: bo ok 5  x = 1 −4 − x =− 3 [ 4 − x ]  5  5   − DC ⇔  ⇔ DB = 5 ⇒ D 1; −  3 2 y= −  −5 − y =− 5 [ −1 − y ]  2  3 et + Nếu D là phân giác ngoài của góc A thì D nằm nằm ngoài đoạn BC nên ta có: 5 [4 − x]  x = 16 3 ⇔ ⇒ D[16;5] 5 y=5  [ −1 − y ] 3 ng vi  x −4 − =  5  DB = DC ⇔  3 −5 − y =    kh a Vậy chân đường phân giác trong, ngoài của góc A lần lượt là D1  1; − và D2 [16;5] . CÁCH GIẢI TỔNG QUÁT: 18 5  2 Cty TNHH MTV DVVH Khang Việt 7. BÀI TOÁN 7 Tìm trọng tâm, trực tâm, tâm đường tròn ngoại tiếp, tâm đường tròn nội tiếp tam giác. Ví dụ: Cho tam giác ABC với A[2;6], B[−3; −4], C [5;0] . Tìm trọng tâm, trực tâm, tâm đường tròn ngoại tiếp, tâm đường tròn nội tiếp tam giác ABC . om .v n Giải: .c Gọi G , H , I , J lần lượt là trọng tâm, trực tâm, tâm đường tròn ngoại tiếp, ok tâm đường tròn nội tiếp tam giác ABC . Khi đó ta có: ng vi et bo x A + xB + xC 2 − 3 + 5 4  = = =  xG 4 2 3 3 3 +  ⇒ G ;  y A + yB + yC 6 − 4 + 0 2 3 3 y = = = G  3 3 3    AH =[ x − 2; y − 6] = BC [8; = 4] 4[2;1] + Gọi H [ x; y ] ⇒   với    BH =[ x + 3; y + 4]  AC = [3; −6] = 3[1; −2] kh a     = .BC 0 = y−6 0 2[ x − 2] +  AH ⊥ BC  AH Khi đó    ⇔    ⇔ 0 0  x + 3 − 2[ y + 4] =  BH ⊥ AC  BH . AC = x + y 10 = 2= x 5 ⇔ ⇔ ⇒ H [5;0] 2y 5 =  x −= y 0 2 2  IA = IB + Gọi I [a; b] , khi đó IA= IB= IC= R ⇔  2 2  IA = IC [a − 2] 2 + [b − 6] 2 = [a + 3] 2 + [b + 4] 2 ⇔ 2 2 2 2 [a − 2] + [b − 6] = [a − 5] + b 19 10 bài toán trọng điểm hình học phẳng OXY – Nguyễn Thanh Tùng 1  3 2a + 4b = a = −  1  ⇔ ⇔ 2 ⇒ I  − ;1 −5  2  2a − 4b = b = 1 + Gọi D [ x0 ; y0 ] là chân đường phân giác trong của góc A . Theo tính chất đường phân giác ta có: .v n DB AB 52 + 102 5 5 5 5 = = = = ⇒ DB = DC DC AC 3 3 5 3 32 + 62 Do D là phân giác trong của góc A nên D nằm giữa B và C . Do đó: .c 52 + 102 = 2 2 5 2 5 +  2 ok JA BA = = JD BD om 5  −3 − x0 =− [ 5 − x0 ]  x0 = 2    5 3    3 − DC ⇔  ⇔ DB = 3 ⇒ D  2; −  5 3 2 y0 = −  −4 − y =− [ 0 − y ]  2 0 0  3 Trong tam giác ABD , J là chân đường phân giác trong của góc B . Nên ta có: et bo −2[2 − xJ ]  2 − xJ =    xJ = 2  ⇒ JA = −2 JD ⇔  ⇒ J [2;1]  3 ⇔ 1  yJ = 6 − y J =−2  − 2 − y J     Chú ý: vi Việc tìm điểm H , I , J trong ví dụ trên, các bạn có thể giải theo cách sau: Với H: Viết phương trình hai đường cao và tìm giao điểm hai đường cao này. ng + + Với I: Gọi phương trình đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC là: kh a [T ] : x 2 + y 2 + ax + by + c = 0 Với A, B, C ∈ [T ] cho ta hệ ba phương trình 3 ẩn a, b, c giải hệ ta sẽ viết được  a b [T ] và suy ra tọa độ I  − ; −  . Hoặc viết phương trình hai đường trung  2 2 trực của hai cạnh và giao điểm của hai đường trung trực này chính là tâm I . + Với J: Viết phương trình hai đường phân giác trong và tìm giao điểm hai đường này. 20